JP5445960B2 - Detection device - Google Patents
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Description
本発明は、検知装置に関する。 The present invention relates to a detection device.
従来から、車両の周辺の情報を検知して、運転の安全性の向上や自動運転技術の開発につなげるための提案がある。例えば下記特許文献1では、車両前方に検知波を照射して、その反射波によって各領域ごとに障害物(人を含む)までの距離データを取得して、その距離に応じて警報を発するシステムが開示されている。 Conventionally, there have been proposals for detecting information around the vehicle to improve driving safety and to develop automatic driving technology. For example, in Patent Document 1 below, a system that emits a detection wave in front of a vehicle, acquires distance data to an obstacle (including a person) for each region by the reflected wave, and issues a warning according to the distance. Is disclosed.
車両周辺の情報としては、車両が現在、車線のなかのどこにいるか、例えば車線中央に位置しているか否かという情報も、安全性の向上や自動運転のためには重要な情報である。その際には道路の区画線を検知することが目的となる。しかし特許文献1の技術では車両前方へ検知波を照射するので、前方車両などが邪魔となって区画線の検知が適切に実行できない場合がある。 As information on the periphery of the vehicle, information on where the vehicle is currently in the lane, for example, whether it is located in the center of the lane, is also important information for improving safety and automatic driving. In that case, the purpose is to detect the lane marking of the road. However, since the technique of Patent Document 1 irradiates the detection wave in front of the vehicle, there may be a case where the front vehicle or the like becomes an obstacle and the detection of the marking line cannot be performed properly.
したがって車両の前方でなく、側方に検知波を照射して区画線を検知することが考えられるが、その場合には瞬時にロバストな検知が可能でなければならない。すなわち車両前方の区画線を検知する場合には、多くの情報を蓄積して時間的余裕をもって検知することができるので、検出ノイズ等の問題にも対処できる可能性がある。それに対して車両側方の区画線を検知する場合には、情報の蓄積がない状態でリアルタイムに区画線を検知しなければならない。 Therefore, it is conceivable to detect a marking line by irradiating a detection wave to the side instead of the front of the vehicle. In this case, it is necessary to be able to instantaneously and robustly detect. That is, when detecting the lane marking ahead of the vehicle, a large amount of information can be accumulated and detected with sufficient time, so there is a possibility that problems such as detection noise can be dealt with. On the other hand, when the lane marking on the side of the vehicle is detected, the lane marking must be detected in real time without any information being accumulated.
さらにその際、例えば道路(高速道路、高架道路)の継目(継ぎ目)部分では、区画線がとぎれがちであったり、かつ区画線以外の領域がアスファルトと異なる等の要因があって区画線を検知しにくいが、それにも対応してロバストな区画線位置の検知ができる必要がある。また、道路の分岐、合流部の破線や区画破線など、区画線が途切れているような場合も同様である。 Furthermore, at that time, for example, at the joints (seams) of roads (highways, elevated roads), lane markings tend to be broken, and areas other than lane markings are detected due to factors such as differences from asphalt. Although it is difficult to do so, it is necessary to be able to detect the position of the lane markings robustly. The same applies to a case where the lane marking is broken, such as a road branch, a broken line at a junction, or a broken lane.
そこで本発明が解決しようとする課題は、上記問題点に鑑み、前方車両等が障害とならないように車両側方の道路の区画線を検知し、かつその際に道路の継目や区画線の途切れ等にも対応できるロバストな区画線検知が行える検知装置を提供することにある。 Therefore, in view of the above problems, the problem to be solved by the present invention is to detect lane markings on the road side of the vehicle so that the vehicle ahead does not become an obstacle, and at that time, the road joints or lane markings are interrupted. It is an object of the present invention to provide a detection device that can perform robust lane marking detection that can cope with the above.
上記課題を達成するために、本発明に係る検知装置は、車両に備えられて、車両の側方の道路の区画線の検知のための電磁波を発光する光源部と、前記光源部が発光した電磁波により、所定値以上の間隔の少なくとも1組以上の走査線を含む複数の走査線を、車両側方へ向けて照射する走査部と、車両側方からの反射電磁波を受光する受光部と、前記所定値以上の間隔の走査線が車両側方の路面で反射して前記受光部で受光された電磁波において、各走査線における車幅方向の同一箇所の反射強度の演算を算出する算出手段と、その算出手段による演算の結果により、前記区画線の位置を検知する検知手段と、を備え、前記走査線間の間隔は、少なくとも1組の走査線の間隔が、道路の継ぎ目部分の車両進行方向の長さ以上、又は道路区画破線の白線が途切れた部分の車両進行方向の長さ以上となるように設定されたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a detection device according to the present invention is provided in a vehicle, and a light source unit that emits electromagnetic waves for detecting a lane marking on a side road of the vehicle, and the light source unit emits light. A scanning unit that irradiates a plurality of scanning lines including at least one set of scanning lines with an interval of a predetermined value or more toward the vehicle side by an electromagnetic wave, a light receiving unit that receives reflected electromagnetic waves from the vehicle side, and Calculating means for calculating a calculation of the reflection intensity at the same position in the vehicle width direction in each scanning line in the electromagnetic waves received by the light receiving unit after the scanning lines having an interval equal to or greater than the predetermined value are reflected by the road surface on the side of the vehicle; Detecting means for detecting the position of the lane marking according to the result of the calculation by the calculating means, and the distance between the scanning lines is at least one set of scanning lines, and the vehicle travels at the seam portion of the road. More than the length of the direction or road section breakage Characterized in that the white line is set so that the above length of the vehicle traveling direction of a portion broken.
これにより本発明に係る検知装置では、車幅方向に電磁波を照射して反射波により道路の区画線を検知するので、前方の他の車両などが障害物とならずに区画線検知が行える。さらに、走査線を照射する際に、所定値以上の間隔の少なくとも1組以上の走査線を含むようにするので、区画線が道路の継目にかかっている場合や区画線が途切れている箇所、さらには区画線上に障害物がある場合にも、走査線のうちどれかは障害物や途切れ箇所、継目にかからないようにでき、障害物や途切れ箇所、継目に影響を受けずに区画線をロバストに検知できる検知装置を実現できる。さらに複数の走査線における車幅方向の同一箇所の反射強度の演算を算出して、その演算結果を区画線の検知に用いるので、ノイズの影響を同演算により低減して、より一層ロバストに区画線を検知できる。 Thereby, in the detection apparatus according to the present invention, the lane markings on the road are detected by the reflected waves by irradiating electromagnetic waves in the vehicle width direction, so that the lane markings can be detected without causing other vehicles in front of the vehicle to be an obstacle. Furthermore, when irradiating the scanning line, so as to include at least one set of scanning lines at an interval of a predetermined value or more, if the lane line is in the seam of the road or where the lane line is interrupted, In addition, even if there are obstacles on the lane line, any of the scanning lines can be prevented from covering the obstacles, breaks, and joints, and the lane lines can be robust without being affected by the obstacles, breaks, or joints. It is possible to realize a detection device that can detect the problem. Furthermore, the calculation of the reflection intensity at the same location in the vehicle width direction in multiple scanning lines is calculated, and the calculation result is used for detection of the lane markings, so the influence of noise is reduced by the same calculation and the zoning is more robust. Lines can be detected.
また前記受光部は単一の受光素子よりなり、前記間隔を有するように形成された走査線が路面で反射して形成された電磁波を、前記単一の受光素子へと集光する単一の受光レンズを備えたとしてもよい。 In addition, the light receiving unit is composed of a single light receiving element, and a single light that collects the electromagnetic wave formed by reflecting the scanning line formed with the interval on the road surface to the single light receiving element. A light receiving lens may be provided.
これにより上記の間隔を有する走査線が路面で反射して形成された反射波を、単一の受光素子と単一の受光レンズとの構成によって受光できるようにするので、素子やレンズの点数が少ない簡素な構成で反射波を受光できる。 As a result, the reflected wave formed by reflecting the scanning line having the above-described interval on the road surface can be received by the configuration of the single light receiving element and the single light receiving lens. The reflected wave can be received with a few simple configurations.
また前記受光部は複数の受光素子よりなり、前記所定値以上の間隔の走査線が路面で反射して形成された電磁波を、前記複数の受光素子それぞれへと集光する複数の受光レンズを備えたとしてもよい。 Further, the light receiving unit includes a plurality of light receiving elements, and includes a plurality of light receiving lenses for condensing the electromagnetic waves formed by reflecting the scanning lines with an interval equal to or greater than the predetermined value on the road surface to each of the plurality of light receiving elements. May be.
これにより上記の間隔を有する走査線が路面で反射して形成された反射波を、複数の受光素子と複数の受光レンズとの構成によって受光できるようにするので、個々の素子とレンズのサイズが大きくならない構成で反射波を受光できる。 As a result, the reflected wave formed by reflecting the scanning line having the above-described interval on the road surface can be received by the configuration of the plurality of light receiving elements and the plurality of light receiving lenses. Reflected waves can be received with a configuration that does not increase.
また前記光源部は複数の光源よりなり、前記複数の光源から同時に発光された複数の電磁波が、間隔を有する複数の走査線となるように、電磁波を反射しながら回動する単一のミラーが前記走査部には備えられたとしてもよい。 The light source unit includes a plurality of light sources, and a single mirror that rotates while reflecting the electromagnetic waves so that the plurality of electromagnetic waves simultaneously emitted from the plurality of light sources becomes a plurality of scanning lines having intervals. The scanning unit may be provided.
これにより複数の光源と単一のミラーとからなる構成によって間隔を有する複数の走査線を形成するようにするので、間隔を有する複数の走査線を同時に形成できて、各走査線の照射時刻がずれることなく、同一時刻における路面からの反射波を受光できる。したがって区画線検知の際に、各走査線ごとに照射時の車両の位置が異なっていることによる検知精度の低減が抑制できる。 As a result, a plurality of scanning lines having an interval are formed by a configuration including a plurality of light sources and a single mirror, so that a plurality of scanning lines having an interval can be formed simultaneously, and the irradiation time of each scanning line can be determined. Reflected waves from the road surface at the same time can be received without deviation. Therefore, at the time of lane marking detection, it is possible to suppress a reduction in detection accuracy due to the position of the vehicle at the time of irradiation being different for each scanning line.
また前記光源部は単一の光源よりなり、前記走査部に備えられたミラーにおける複数のミラー面は、前記単一の光源から発光された電磁波が、間隔を有する複数の走査線となるように角度が設定されたとしてもよい。 Further, the light source unit is composed of a single light source, and the plurality of mirror surfaces of the mirror provided in the scanning unit are arranged such that electromagnetic waves emitted from the single light source become a plurality of scanning lines having intervals. An angle may be set.
これにより単一の光源と単一のミラーとからなる構成によって間隔を有する複数の走査線を形成するようにするので、簡素な構成によって間隔を有する複数の走査線を形成できる。 As a result, a plurality of scanning lines having an interval are formed by a configuration including a single light source and a single mirror, and thus a plurality of scanning lines having an interval can be formed with a simple configuration.
また前記走査線間の間隔は、少なくとも1組の走査線の間隔が、道路の継ぎ目部分の車両進行方向の長さ以上となるように設定されたされたとしてもよい。 The interval between the scanning lines may be set such that the interval between at least one pair of scanning lines is equal to or greater than the length of the road joint in the vehicle traveling direction.
これにより少なくとも1組の走査線の間隔が、道路の継目部分の車両進行方向の長さ以上となるようにするので、複数の走査線のうちで少なくとも1つ以上の走査線は、道路の継目部分にかからない。したがって道路の継目部分の影響を受けずに区画線がロバストに検知できる。 As a result, the interval between at least one pair of scanning lines is set to be equal to or longer than the length in the vehicle traveling direction of the joint portion of the road. Therefore, at least one of the plurality of scanning lines is a road joint. It doesn't take part. Therefore, the lane marking can be detected robustly without being affected by the joint portion of the road.
また前記走査線間の間隔は、少なくとも1組の走査線の間隔が、道路区画破線の白線が途切れた部分の長さ以上となるように設定されたされたとしてもよい。 The interval between the scanning lines may be set such that the interval between at least one pair of scanning lines is equal to or longer than the length of the portion where the white line of the road section broken line is interrupted.
これにより少なくとも1組の走査線の間隔が、道路区画破線の白線が途切れた部分の長さ以上となるようにするので、複数の走査線間のうちで少なくとも1つ以上の走査線は、道路区画破線の白線が途切れた部分にかからない。したがって道路区画破線の白線が途切れた部分の影響を受けずに区画線がロバストに検知できる。 Accordingly, the interval between at least one pair of scanning lines is set to be equal to or longer than the length of the portion where the white line of the road section broken line is interrupted. Therefore, at least one scanning line among the plurality of scanning lines is The broken white line does not cover the broken line. Therefore, the lane marking can be detected robustly without being affected by the portion where the white line of the road lane marking is broken.
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。まず図1は、本発明を実施した場合の平面図である。そして図2は、本発明に係る検知システムの装置構成図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view when the present invention is implemented. FIG. 2 is an apparatus configuration diagram of the detection system according to the present invention.
図1に示されているとおり、本実施例では、運転中の車両2の側方にレーザ光(電磁波、検知波)を照射し、その反射波によって道路の区画線の位置を検出する。図2に示されているとおり、本発明の検知システム1は、自動車車両2に装備された検知部3、報知部4、車両操作ECU5、無線通信部6を備える。なお報知部4、車両操作ECU5、無線通信部6は全て装備しなくともよい。それに関する詳細は後述する。なお以下では道路の区画線として白線の検知の場合を説明するが、これは一例にすぎず、本発明は道路の区画線一般の検知に適用できる。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, laser light (electromagnetic wave, detection wave) is irradiated to the side of the
検知部3は、CPU300、RAM301、ROM302、及びインターフェース部303(I/F)を介して、レーザダイオード304(LD:Laser Diode)、駆動部305、ミラー306、フォトダイオード307(PD:Photo Diode)、受光レンズ308を備える。
The
CPU300では後述する演算など各種情報処理を実行する。RAM301はCPU300の作業領域として用いられる一時記憶部である。ROM302は、本発明で必要となる各種プログラムなどを記憶する不揮発性記憶部である。インターフェース部303(I/F)は各部との接続のために用いる。レーザダイオード304(LD)は電力が供給されると所定波長のレーザ光(電磁波)を出力する。
The
ミラー306は複数のミラー面を備えて、駆動部305により駆動されて所定の回動軸周りに回動しながらLD304が発光したレーザ光を反射することによって、レーザ光による複数の走査線を形成する。LD304から出力されて路面で反射した反射レーザ光は、受光レンズ308で集光されて、フォトダイオード307(PD)で受光される。PD307の出力からは路面の反射強度が計測できるとする。
The
以上の構成を、図1のようにレーザ光の走査線が車両側方の路面に照射されるように配置すればよい。したがって、例えば検知部3を筐体内に収容して、その筐体を車両2の側面に配置して、LD304及びミラー306で形成された走査線が、車両横向き(車幅方向)、斜め下方向に向けて照射されるように配置すればよい。
The above configuration may be arranged so that the scanning line of the laser beam is applied to the road surface on the side of the vehicle as shown in FIG. Therefore, for example, the
PD307、受光レンズ308は、そのように照射されて路面で反射したレーザ光を集光、受光することができる位置と向きに配置すればよい。なお図1の例では走査線を3本としているがそれは例示に過ぎず、本発明は任意の本数の走査線に対応できる。
The
報知部4は、車室内に配置された表示部、あるいは音声出力部、あるいはその両方を備えて、後述するように検知部3により車両2が車線の区画線に近づきすぎているような場合に、車両2の運転者(あるいは乗員)に、その旨を報知する。
The
表示部を備える場合は、区画線に近づきすぎているとの内容の文字表示やアイコンの表示などを実行する。音声出力部の場合、区画線に近づきすぎているとの内容の音声出力やブザーやサイレンなどの音響出力などを実行する。これら表示と音声(音響)出力を同時に実行してもよい。 In the case where the display unit is provided, a character display or an icon display of the content indicating that it is too close to the lane marking is executed. In the case of an audio output unit, an audio output indicating that the line is too close to the lane marking or an acoustic output such as a buzzer or a siren is executed. These displays and sound (sound) output may be executed simultaneously.
車両操作ECU5は、車両2が自動運転車両の場合に装備されて、車速やステアリングを自動で調節して自動運転を実行するECUである。車両操作ECU5は自動運転の場合にのみ装備し、報知部4は運転者がいる場合にのみ装備すればよい。無線通信部6は、他の車両8との間の車車間通信を行う場合に装備される。
The
以上の構成のもとで本実施例は、車両2の側方に位置する区画線(白線)をリアルタイムで検知して、車線のなかにおける車両2の現在位置を算出する。その処理手順は図3に示されている。図3のフローチャートはプログラム化して予め例えばROM302に記憶しておき、CPU300が自動的にそれを呼び出して実行するとすればよい。
With the above configuration, the present embodiment detects a lane marking (white line) located on the side of the
図3の処理では、車両2から見たときの側方両側(片側でもよい)の白線位置を繰り返し検知する。1回の検知ごとに、1組(例えば図1では3本)の走査線を照射して、その反射波により白線位置の算出を1回行う。それを車両2の走行中に繰り返し実行する。図3の処理の基本的な流れを述べると、S10からS50で、今回(現在)の白線位置を算出する。
In the process of FIG. 3, the position of the white line on both sides (or one side) when viewed from the
図3の処理ではまず、手順S10でレーザ光を照射する。具体的には、LD304からレーザ光をミラー306に向けて発光し、ミラー306が回動しながらミラー面でレーザ光を反射して、その反射光が車両側方下方の路面へと照射される。その際LD304からはパルス状のレーザ光が発光されるとすればよい。
In the process of FIG. 3, first, laser light is irradiated in step S10. Specifically, laser light is emitted from the
ミラー306のミラー面は、ミラー306の回動軸と平行あるいは斜め方向に複数形成されており、各ミラー面の回動軸からの傾斜角度は異なるとする。各ミラー面からの反射光が1本の走査線に形成される。そして各ミラー面の傾斜角度が異なることにより、異なった2つのミラー面により反射されたレーザ光は、2本の異なる(平行な)走査線となる。
A plurality of mirror surfaces of the
ミラー306が1周することにより1組の平行な走査線が形成される。こうして図1に示されているように、車幅方向(図1においては横方向)に形成された複数(1組)の走査線7が、車両進行方向(図1においては縦方向)に平行に並ぶかたちで形成される。
The
その際に本実施例では図5のとおり、少なくとも1組の走査線(例えば車両進行方向の最前方の走査線と最後方の走査線の組)の間隔を道路継目の幅よりも大きくなるように走査線の間隔を設定する。(ただし図5は走査線7が3本の場合だが、本発明はそれに限定されず、走査線7の本数は任意でよい。)道路の継目の車両進行方向の幅をd0(30cm程度から4m程度)、隣り合う走査線7の間隔をd1、1組の走査線7における両端の走査線7の間隔(車両進行方向に関して最前方の走査線7から最後方の走査線7までの間隔)をd2とする。ただし図5は継目の場合であるが、継目に相当する部分が区画破線において白線が途切れている区間であってもよい。なお区画破線において白線が途切れている区間の場合、図5におけるd0は例えば12m程度(高速道路の場合)となる。
At this time, in this embodiment, as shown in FIG. 5, the interval between at least one set of scanning lines (for example, the combination of the forefront scanning line and the rearmost scanning line in the vehicle traveling direction) is larger than the width of the road joint. The scanning line interval is set to. (However, FIG. 5 shows a case where there are three scanning
このとき本実施例では、例えばd2をd0より大きくする。あるいはd1をd0より大きくする。前者の場合、常に少なくとも1本の走査線7は継目にかからない。後者の場合、継目にかかる走査線は常にたかだか1本とでき、それ以外の走査線7は継目にかからない。継目にかからない走査線における反射強度の波形は、継目にかかる走査線と比較して、白線以外の領域のノイズが相対的に小さい。したがって継目にかからない走査線を用いると、より高精度に白線が検知できる。本実施例では、d1あるいはd2をd0より大きくすることで、常に継目にかからない走査線が少なくとも1本あるので、高精度に白線が検知できる。
At this time, in this embodiment, for example, d2 is set larger than d0. Alternatively, d1 is set larger than d0. In the former case, at least one
なお走査線の間隔は、d1をd0より大きくする間隔を上限とし、d2をd0より大きくする間隔を下限として、その間の任意の数値を採用すればよい。例えば常に継目にかからない走査線が複数あるように走査線の間隔を設定してもよい。この場合、継目にかからない走査線が1本の場合よりも後述の積演算による白線検知の精度が向上する。なお走査線間の間隔(d1やd2)は上記d0に余裕分(数%程度)を乗算した値以上の数値に設定すれば、少なくとも1本の走査線がより確実に継目(や区画破線において白線が途切れた部分)にかからなくなり好適である。 The scanning line interval may be any numerical value between the upper limit of the interval for making d1 larger than d0 and the lower limit of the interval for making d2 larger than d0. For example, the scanning line interval may be set so that there are a plurality of scanning lines that are not always connected to the seam. In this case, the accuracy of white line detection by the product operation described later is improved as compared with the case where there is one scanning line that does not cover the joint. If the interval (d1 or d2) between the scanning lines is set to a value equal to or greater than the value obtained by multiplying the above d0 by a margin (about several percent), at least one scanning line is more reliably connected to the seam (or at the section broken line). It is preferable that the white line is not interrupted).
図5のように走査線7の間隔を広げるための方法が図4に示されている。図4(a)におけるミラー306は、実線と点線とで回動角度が異なるとする。図4(a)の方法では、単一のLD304を装備し、ミラー306の各ミラー面の傾斜角度の差を大きくする。これにより互いに異なる面で形成された走査線7間の間隔が広げられる。
FIG. 4 shows a method for increasing the interval between the
図4(b)の方法では、複数のLD304a、304bを装備する。図4(b)ではLDが2つの場合が示されているが、本発明はそれに限定されず、LDの数は任意でよい。LD304aとLD304bとの位置と向きは、ミラー面に対する角度が異なるように配置する。
In the method of FIG. 4B, a plurality of
これによりLD304aとLD304bとから発光されたレーザが同一のミラー面に反射して、所定の間隔を有する平行な2つ(複数)の走査線7となる。この場合、2つの平行な走査線が同時に形成される。この状態でミラー304が回動することにより、LDが2つの場合、ミラー面数の2倍の走査線7が互いに間隔を置いて形成される。
As a result, the laser beams emitted from the
図3に戻って、次にS20で反射光を受光する。上述のとおり本実施例では走査線7の間隔が従来よりも広がっているので、反射光の間隔も広がっている。そこで受光部分にもそれに対応した工夫をする。その詳細は図6に示されている。
Returning to FIG. 3, the reflected light is received in S20. As described above, in the present embodiment, since the interval between the
図6(a)の方法では、受光レンズ308を大きいサイズのレンズとする。これにより、広い視野からの反射光をPD307で受光できる。図6(b)の方法では、受光レンズ308とPD307の組を複数組備える。これにより反射光が戻ってくる視野角を分割して、個々の受光レンズ308とPD307との組で1つの部分的な視野を担当し、その視野に来る反射角を受光する。
In the method of FIG. 6A, the
図6(b)では受光レンズ308とPD307の組が2組の場合が示されているが、本発明はこれに限定されず、受光レンズ308とPD307の組の数は任意でよい。
Although FIG. 6B shows a case where there are two pairs of the
走査線間隔が広くなった場合、前記方法で受光できるが、検知精度が低下する場合がある。これを回避する為には複数のレーザレーダを設置すればよい。例えば、区画破線の場合、白線が途切れている部分が長い(12m)ため、走査線間隔が大きくなる。この場合、車両進行方向の前後方向に間隔を持ってレーザレーダ(LD304など)を設置し、複数のレーザレーダによって形成される全ての走査線のうちで少なくとも1組以上の走査線の間隔が、区画破線の途切れた部分以上の長さを持つこととすれば、ロバストに区画線を検知できる。 When the scanning line interval is wide, light can be received by the above method, but the detection accuracy may be reduced. In order to avoid this, a plurality of laser radars may be installed. For example, in the case of a partitioned broken line, since the portion where the white line is interrupted is long (12 m), the scanning line interval becomes large. In this case, a laser radar (LD304 or the like) is installed with an interval in the front-rear direction of the vehicle traveling direction, and at least one set of scanning lines among all the scanning lines formed by the plurality of laser radars If it has the length more than the part which the division | segmentation broken line interrupted, a division line can be detected robustly.
S20において路面からの反射光は、図7に示されているように複数の走査線(ライン1、ライン2、ライン3等)として受光される。なお検知部3では路面からの反射光の反射強度を計測する。図7の縦軸の数値は反射強度(あるいは、反射強度を反映したPD307からの出力電流値又は電圧値)を示すとし、横軸はスキャン角度であるとする。スキャン角度は、車幅方向の位置と等価である。
In S20, the reflected light from the road surface is received as a plurality of scanning lines (line 1,
路面においては白線部分がそれ以外の部分よりも反射強度が高い性質がある。図7の波形でも中央付近の反射強度が高いことが、白線の存在に対応している。しかし図7の例にも示されているように、計測された反射波形にはノイズも混入している。特に道路の継目においては白線以外の領域のノイズが相対的に大きい。 On the road surface, the white line portion has the property of higher reflection intensity than the other portions. In the waveform of FIG. 7, the high reflection intensity near the center corresponds to the presence of the white line. However, as shown in the example of FIG. 7, noise is also mixed in the measured reflected waveform. In particular, noise in areas other than the white line is relatively large at road joints.
次にS40で(論理)演算を実行する。その詳細は図7に示されている。S40では、S30で抽出した複数の反射光の反射強度の波形において、車幅方向の同一位置の反射強度の数値(すなわち同じスキャン角度における反射強度の数値)の例えば積を算出する。ここで積は、アナログの積(通常の積)でもよく、ディジタルの論理積でもよい(図7には論理積(AND)の場合が示されている)。また上記で車幅方向の同一位置と述べたが、これは次のような意味とすればよい。受光波の各走査線において同数のパルス光が並んでいるが、そのパルス光に対して、例えば左から順にパルス番号をつけたとする(後述の図8参照)。このとき、車幅方向の同一位置とは、各走査線でパルス番号が同じ位置という意味である。 Next, a (logical) operation is executed in S40. The details are shown in FIG. In S40, for example, a product of the numerical values of the reflection intensities at the same position in the vehicle width direction (that is, the numerical values of the reflection intensities at the same scan angle) in the waveform of the reflection intensity of the plurality of reflected lights extracted in S30 is calculated. Here, the product may be an analog product (ordinary product) or a digital logical product (the case of logical product (AND) is shown in FIG. 7). Moreover, although it described above that it is the same position of a vehicle width direction, this should just have the following meaning. It is assumed that the same number of pulse lights are arranged in each scanning line of the received wave, and pulse numbers are assigned to the pulse lights in order from the left, for example (see FIG. 8 described later). At this time, the same position in the vehicle width direction means a position where the pulse number is the same in each scanning line.
アナログの積の場合は、反射強度の数値をそのまま乗算する。ディジタルの論理積の場合は、反射強度に閾値を設定して、それ以上か未満かで1と0に変換してから論理積を演算すればよい。こうして複数の走査線波形の積により1つの波形を得る。実際の計測値においては、例えノイズが混入していても、白線の反射強度の方が白線以外の領域(ノイズ)の反射強度よりは大きい場合が多い。したがって積の実行によって、ノイズ部分よりも白線部分の数値が強調される(数値の差が拡大する)結果となる。 In the case of an analog product, the value of the reflection intensity is multiplied as it is. In the case of digital logical product, a threshold value is set for the reflection intensity, and the logical product is calculated after conversion to 1 and 0 when the threshold is greater or less. Thus, one waveform is obtained by the product of a plurality of scanning line waveforms. In actual measurement values, even if noise is mixed, the reflection intensity of the white line is often higher than the reflection intensity of the region (noise) other than the white line. Therefore, by executing the product, the numerical value of the white line portion is emphasized rather than the noise portion (the difference between the numerical values is enlarged).
これを受けてS50でCPU300は、白線位置を算出する。S40で白線部分が強調されているので、閾値を設定して、数値が閾値以上である区間の両端位置が算出できる。その両端位置の中点を求めれば白線の中点が得られる。車両2の左右両側で上記処理を実行して左右白線の位置を求めれば、車線の中での車両2の左右方向の位置、あるいは車線中心からの車両位置の偏差も容易に算出される。
In response to this, the
なおS50では、算出した白線幅が車線区画線幅相当であるか、過去の白線位置から連続しているか、等を判定し、これらが満たされない場合はエラーと認識して算出された白線位置を採用しないとしてもよい。以上の処理で今回のレーザ照射による白線位置検出が終了した。 In S50, it is determined whether the calculated white line width is equivalent to the lane line width or whether it is continuous from the past white line position. If these are not satisfied, the calculated white line position is recognized as an error. It may not be adopted. With the above processing, the white line position detection by this laser irradiation is completed.
次にS70で、CPU300は図3の処理を終了するか否かを判断する。例えばイグニションオフなどがあった場合、図3の処理を終了する(S70:YES)。この処理を終了しない場合(S70:NO)はS10に戻って上記手順を繰り返す。以上が図3の処理手順である。
Next, in S70, the
以上をまとめると、図3の処理手順による白線検知では、上述のとおり少なくとも1組の走査線(例えば車両進行方向の最前方の走査線と最後方の走査線の組)の間隔を道路継目の幅よりも大きくなるように走査線の間隔を設定しているので、複数の走査線のうちで少なくとも1つは継目にかからないようになり、車両2が継目を通過しているときでも、ノイズの影響を受けにくいロバストな白線検知が実行できる。さらに複数の走査線間の積演算を実行することによっても白線検知のロバスト性が向上している。
In summary, in the white line detection by the processing procedure of FIG. 3, as described above, the distance between at least one set of scan lines (for example, the set of the scan line at the forefront and the scan line at the end in the vehicle traveling direction) is set as the road joint. Since the interval between the scanning lines is set to be larger than the width, at least one of the plurality of scanning lines does not cover the seam, and even when the
以上のとおり検知システム1ではロバスト性の向上を複合的に達成しているので、情報の蓄積量が少ない車両2の車幅方向の検知を行う場合でも、ロバストな白線検知が実行できる。
As described above, the detection system 1 achieves a combined improvement in robustness, so that robust white line detection can be performed even when detecting the vehicle width direction of the
なお上記S40における演算をハードウェア的に実現するとしてもよい。その例が図8に示されている。この例では、反射光受光回路307a、受光信号メモリ307b、論理演算回路307cを装備して、PD307で受光した反射光を、反射光受光回路307aにおいて反射強度の数値にして、受光信号メモリ307bに入力する。
Note that the calculation in S40 may be realized by hardware. An example is shown in FIG. In this example, the reflected
そして受光信号メモリ307bでは、各走査線(系列、ライン)ごとに所定箇所のメモリに反射強度の数値を格納(記憶)していく。図8の受光信号メモリ307bでは、走査線がn本で、各走査線における反射光のパルスの数がMの場合が示されている(図8における1からMの数字が上記説明でパルス番号と呼称したもの)。受光回路メモリ307bに格納されると、各走査線の同一箇所ごとに論理演算回路307cで演算(例えば積演算)が実行される。図8の装備を用いた場合、後段の処理負荷が低減できる。
The received
本実施例では、図3、4の処理により白線位置、及び車両位置が検出されたことを受けて、例えば以下の各処理を実行すればよい。 In the present embodiment, in response to the detection of the white line position and the vehicle position by the processes of FIGS.
まず報知部4で報知処理を実行する。具体的には、車両2の運転者に対して車両2が車線の端に寄りすぎていることを報知(警告)する。これは車両2と白線との間隔が所定値よりも近くなりすぎた場合にのみ実行すればよい。報知(警告)は、上述のとおり、表示部による表示や、音声(音響)出力によって実行すればよい。あるいは表示と音声(音響)出力とを同時に実行してもよい。
First, the
また車両2で自動運転が実行されている場合には、車両操作ECU5による自動運転で、図3から図11の処理で取得した白線位置、車両位置の情報を利用するとすればよい。例えば、車両2の横方向の位置が車線中央となるようにステアリングを自動制御する。これは走行の安全性を向上させる。
In addition, when the
あるいは、車両2の横方向の位置が先行車両と同じ位置となるようにステアリングを自動制御する。この制御を実行した場合、先行車両の存在で空気抵抗を低減できるので、燃費低減のために有効である。この目的のために先行車両の位置情報を、先行する別の車両8から無線通信部6を通じて車車間通信で取得すればよい。
Alternatively, the steering is automatically controlled so that the lateral position of the
また上記説明では、道路の継目にのみ着目したが、本実施例はこれに限定されず、白線上にのった障害物一般にも効果を奏する。すなわち走査線間の間隔を広げることで、複数の走査線のうちで少なくとも1本は障害物を回避してロバストな白線検知が可能となる。この場合には、上記d0を、想定される路上の障害物(石、ごみ、工事関係の器物など)の大きさ以上(例えば50cmから1m程度)とすればよい。 In the above description, attention is focused only on road joints. However, the present embodiment is not limited to this, and the present invention is also effective for obstacles generally on white lines. That is, by increasing the interval between the scanning lines, at least one of the plurality of scanning lines can avoid an obstacle and can detect a robust white line. In this case, d0 may be set to be equal to or larger than an expected obstacle (stone, garbage, construction-related equipment, etc.) on the road (for example, about 50 cm to 1 m).
また図1では車両2の左右両側に連続した白線が存在する場合を示したが、例えば片側が(複数車線間の)破線状の白線の場合には、連続する白線の方にのみ本発明を適用するなど適宜変更すればよい。また上記実施例では白線の検知の場合を説明したが、本発明はこれに限定されず、道路の区画線一般(白線、橙線、道路区画線、車線区画線)の検知に用いることができる。
Further, FIG. 1 shows the case where there are continuous white lines on both the left and right sides of the
1 検知システム
2 車両
3 検知部
304 レーザダイオード(LD、光源部)
306 ミラー(走査部)
307 フォトダイオード(PD、受光部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
306 Mirror (scanning unit)
307 Photodiode (PD, light receiving part)
Claims (5)
前記光源部が発光した電磁波により、所定値以上の間隔の少なくとも1組以上の走査線を含む複数の走査線を、車両側方へ向けて照射する走査部と、
車両側方からの反射電磁波を受光する受光部と、
前記所定値以上の間隔の走査線が車両側方の路面で反射して前記受光部で受光された電磁波において、各走査線における車幅方向の同一箇所の反射強度の演算を算出する算出手段と、
その算出手段による演算の結果により、前記区画線の位置を検知する検知手段と、を備え、
前記走査線間の間隔は、少なくとも1組の走査線の間隔が、道路の継ぎ目部分の車両進行方向の長さ以上、又は道路区画破線の白線が途切れた部分の車両進行方向の長さ以上となるように設定されたことを特徴とする検知装置。 A light source unit that is provided in a vehicle and emits electromagnetic waves for detection of a lane marking on a side road of the vehicle;
A scanning unit that irradiates a plurality of scanning lines including at least one set of scanning lines at intervals of a predetermined value or more toward the vehicle side by electromagnetic waves emitted from the light source unit;
A light receiving unit that receives reflected electromagnetic waves from the side of the vehicle;
Calculating means for calculating a calculation of the reflection intensity at the same position in the vehicle width direction in each scanning line in the electromagnetic waves received by the light receiving unit after the scanning lines having an interval equal to or greater than the predetermined value are reflected by the road surface on the side of the vehicle; ,
Detecting means for detecting the position of the lane marking according to the result of the calculation by the calculating means ;
The interval between the scanning lines is such that the interval between at least one set of scanning lines is equal to or greater than the length in the vehicle traveling direction of the joint portion of the road or the length in the vehicle traveling direction of the portion where the white line of the road section broken line is interrupted A detection device characterized by being set to be .
前記間隔を有するように形成された走査線が路面で反射して形成された電磁波を、前記単一の受光素子へと集光する単一の受光レンズを備えた請求項1に記載の検知装置。 The light receiving unit is composed of a single light receiving element,
The detection device according to claim 1, further comprising: a single light receiving lens that condenses the electromagnetic wave formed by reflecting the scanning line formed to have the interval on the road surface onto the single light receiving element. .
前記間隔を有するように形成された走査線が路面で反射して形成された電磁波を、前記複数の受光素子それぞれへと集光する複数の受光レンズを備えた請求項1に記載の検知装置。 The light receiving unit is composed of a plurality of light receiving elements,
The detection device according to claim 1, further comprising: a plurality of light receiving lenses that collect the electromagnetic waves formed by reflecting the scanning lines formed so as to have the interval on the road surface to the plurality of light receiving elements.
前記複数の光源から同時に発光された複数の電磁波が、間隔を有する複数の走査線となるように、電磁波を反射しながら回動する単一のミラーが前記走査部には備えられた請求項1乃至3のいずれか1項に記載の検知装置。 The light source unit comprises a plurality of light sources,
2. The scanning unit includes a single mirror that rotates while reflecting electromagnetic waves so that a plurality of electromagnetic waves simultaneously emitted from the plurality of light sources become a plurality of scanning lines having intervals. 4. The detection device according to any one of items 1 to 3.
前記走査部に備えられたミラーにおける複数のミラー面は、前記単一の光源から発光された電磁波が、間隔を有する複数の走査線となるように角度が設定された請求項1乃至3のいずれか1項に記載の検知装置。 The light source unit comprises a single light source,
The angle of the plurality of mirror surfaces of the mirror provided in the scanning unit is set so that electromagnetic waves emitted from the single light source become a plurality of scanning lines having intervals. The detection device according to claim 1.
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